DE102004041672A1

DE102004041672A1 - Emergency braking device for ensuring an emergency braking function in a rail vehicle comprises an input detecting whether effective measures

Info

Publication number: DE102004041672A1
Application number: DE102004041672A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dorn; Heinz Drechsler
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: DE102004041672B4; WO2005021347A1

Abstract

Emergency braking device (10, 12, 14) for ensuring an emergency braking function in a rail vehicle (16) comprises at least two inputs and at least one output. The presence of an event requiring emergency braking is detected via a first input. A second input detects whether effective measures have been taken by a brake control unit (18, 20, 22) to perform emergency braking. The output implements effective measures to perform emergency braking in the event that the second input detects that no effective measures have been taken by the brake control unit. Independent claims are also included for: (1) Braking systems for a rail vehicle; and (2) Process for ensuring an emergency braking function in a rail vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Notbremseinrichtung und ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zum Sicherstellen einer Notbremsfunktion bei Schienenfahrzeugen.The The invention relates to an emergency brake device and a brake system for a Rail vehicle and a method for ensuring an emergency braking function in rail vehicles.

Für Schienenfahrzeuge sind Notbremseinrichtungen mit einer hydraulischen Bremsanlage mit aktiver Bremsansteuerung bekannt. Diese Notbremseinrichtungen umfassen eine direkt nach dem Ruhestromprinzip wirkende elektrische Sicherheitsschleife. Sobald der Stromfluss in dieser Sicherheitsschleife unterbrochen wird, beispielsweise durch einen Eingriff des Zugführers oder durch ein sonstiges Ereignis, welches das Vorliegen eines Bremsversagens anzeigt, wird eine Notbremsung eingeleitet. Dies erfolgt in redundanter Weise, nämlich über die Bremssteuereinheiten der Bremsanlage selbst als auch über einen zusätzlichen Zweig, um so im Falle einer Fehlfunktion der Bremssteuereinheiten die Notbremsung sicherzustellen. Da der zusätzliche Zweig im Hintergrund ständig aktiv ist, spricht man auch von einer "heißen Redundanz".For rail vehicles are emergency braking devices with a hydraulic brake system with active Brake control known. These emergency braking devices include a directly acting on the closed circuit principle electrical safety loop. As soon as the current flow in this safety loop is interrupted is, for example, by an intervention of the train driver or by another event, which is the presence of a brake failure indicates emergency braking is initiated. This is done in redundant Way, namely on the brake control units the brake system itself as well over An additional Branch, so in case of malfunction of the brake control units to ensure emergency braking. Because the extra branch in the background constantly is active, one speaks of a "hot Redundancy".

4 zeigt schematisch ein System des Standes der Technik mit einer solche "heißen Redundanz". Es sind mehrere Triebwagen 136, 138, 140 eines Schienenfahrzeugs 116 dargestellt. Jeder dieser Triebwagen 136, 138, 140 ist mit einer Bremssteuereinheit 118, 120, 122 ausgestattet. Das Schienenfahrzeug 116 weist weiterhin eine Sicherheitsschleife 130 auf, die sämtliche Triebwagen 136, 138, 140 umspannt. Im Fehlerfall geht diese Sicherheitsschleife 130 in einen stromlosen Zustand über, was durch die im geöffneten Zustand dargestellten Schalter 142, 144, 146 symbolisiert ist. Der Übergang der Sicherheitsschleife 130 in den stromlosen Zustand beziehungsweise das Vorliegen des stromlosen Zustandes kann dann von den jeweiligen Bremssteuereinheiten 118, 120, 122 registriert werden, so dass in Abwesenheit einer Fehlfunktion dieser Bremssteuereinheiten 118, 120, 122 eine Notbremsung durch diese eingeleitet wird. Zu diesem Zweck wird ein Signal an die jeweiligen Bremseinheiten 148, 150, 152 weitergegeben, welches in eine auf die Bremsen wirkende Kraft umgesetzt wird. Hierzu parallel wird über die erwähnte "heiße Redundanz" in den Bremseinheiten 148, 150, 152 oder an anderer Stelle ebenfalls das Vorliegen des stromlosen Zustandes der Sicherheitsschleife erfasst, um so zusätzlich die Maßnahmen für eine Notbremsung einzuleiten. Dies ist sinnvoll, da auf diese Weise auch im Falle einer defekten Bremssteuereinheit 118, 120, 122 eine Notbremsung erfolgen kann. 4 schematically shows a system of the prior art with such a "hot redundancy". There are several railcars 136 . 138 . 140 a rail vehicle 116 shown. Each of these railcars 136 . 138 . 140 is with a brake control unit 118 . 120 . 122 fitted. The rail vehicle 116 still has a security loop 130 on, all the railcars 136 . 138 . 140 spans. In case of error, this safety loop goes 130 in a de-energized state via, which by the switch shown in the open state 142 . 144 . 146 is symbolized. The transition of the safety loop 130 in the de-energized state or the presence of the de-energized state can then from the respective brake control units 118 . 120 . 122 be registered so that in the absence of malfunction of these brake control units 118 . 120 . 122 emergency braking is initiated by this. For this purpose, a signal is sent to the respective brake units 148 . 150 . 152 passed, which is converted into a force acting on the brakes force. This is parallel to the above-mentioned "hot redundancy" in the brake units 148 . 150 . 152 or elsewhere also detects the presence of the currentless state of the safety loop, so as to additionally initiate the measures for emergency braking. This makes sense, as in this way, even in the case of a defective brake control unit 118 . 120 . 122 an emergency stop can be made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notbremseinrichtung, ein Bremssystem und ein Verfahren zum Sicherstellen einer Notbremsfunktion anzugeben, auf deren Grundlage eine Vereinfachung bei Aufrechterhaltung beziehungsweise Erhöhung der Sicherheit in Schienenfahrzeugen erreicht wird.Of the Invention is based on the object, an emergency braking device, to provide a braking system and method for ensuring an emergency braking function, on the basis of which a simplification in maintenance or Increase the Safety in rail vehicles is achieved.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.These The object is achieved by the features of the independent claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

Die Erfindung besteht in einer Notbremseinrichtung zum Sicherstellen einer Notbremsfunktion bei Schienenfahrzeugen, die in ein Bremssystem mit mindestens einer Bremssteuereinheit integrierbar ist, mit mindestens zwei Eingängen, wobei über einen ersten Eingang das Vorliegen eines eine Notbremsung veranlassenden Ereignisses erfassbar ist und über einen zweiten Eingang erfassbar ist, ob durch eine Bremssteuereinheit wirksame Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung ergriffen wurden bzw. ergriffen werden können, und mindestens einem Ausgang zum Einleiten wirksamer Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung in dem Fall, dass durch die Bremssteuereinheit keine wirksamen Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung ergriffen wurden bzw. ergriffen werden können und dies über den zweiten Eingang erfasst wird. Die Notbremseinrichtung kann somit als Einheit ausgeführt sein, welche einerseits eine Überwachung von Größen vornimmt, die kennzeichnend für einen Notbremsvorgang sind, und welche andererseits selbst die erforderlichen Maßnahmen für das Einleiten eines Bremsvorgangs veranlassen kann. Eine "heiße Redundanz", das heißt das zwingende Einleiten eines Bremsvorgangs zusätzlich zu den Funktionen der Bremssteuereinheit, ist somit entbehrlich.The Invention consists in an emergency brake device to ensure an emergency braking function on rail vehicles operating in a braking system can be integrated with at least one brake control unit, with at least two entrances, being over a first input the presence of an emergency braking cause Event is detectable and over a second input is detectable, whether by a brake control unit effective measures to perform emergency braking was or can be taken, and at least one exit to initiate effective action to perform an emergency brake in the event that by the brake control unit no effective measures to perform an emergency brake has been taken or can be taken and this over the second input is detected. The emergency braking device can thus executed as a unit which, on the one hand, is monitoring of sizes, the characteristic for an emergency braking operation, and on the other hand, even the required activities for the Initiate a braking process can cause. A "hot redundancy", that means the compelling one Initiating a braking operation in addition to the functions of the brake control unit, is thus expendable.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Eingang mit einer nach dem Ruhestromprinzip arbeitenden Sicherheitsschleife verbunden ist. Eine nach dem Ruhestromprinzip arbeitende Sicherheitsschleife ist in Schienenfahrzeugen vielfach vorgesehen. Andere Konzepte bedienen sich aktiver Sicherheitsschleifen, wobei in diesen Fällen aus Sicherheitsgründen zwei Schleifen vorzusehen sind. In jedem Fall ist/sind die Sicherheitsschleife(n) mit Eingängen der Notbremseinrichtungen verbunden.Especially is provided that the first input with a quiescent current principle working safety loop is connected. A working according to the closed-circuit principle Safety loop is often provided in rail vehicles. Other Concepts use active safety loops, whereby in these make for safety reasons two loops are provided. In any case, the security loop (s) is / are with inputs of Emergency braking devices connected.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass eine Verzögerungsfunktion vorgesehen ist, so dass durch den Ausgang Maßnahmen zum Einleiten einer Notbremsung erst dann eingeleitet werden, wenn nach dem Erfassen eines das Vorliegen eines eine Notbremsung veranlassenden Ereignisses eine Mindestzeit verstrichen ist. Eine solche durch ein sogenanntes Totzeitglied realisierte Verzögerungsfunktion ist sinnvoll, da viele für einen erfolgreich eingeleiteten Notbremsvorgang kennzeichnende Systemzustände erst nach einer gewissen Zeit eingenommen werden können.Usefully, it is provided that a deceleration function is provided, so that measures to initiate an emergency braking are only initiated by the output when, after the detection of an event causing an emergency braking, a minimum time has passed. Such a delay function realized by a so-called idle timer makes sense, since many system states characterizing a successfully initiated emergency braking process can only be taken after a certain time.

Beispielsweise gilt dies im Zusammenhang mit einer Ausführungsform der Erfindung, in der diese dadurch weitergebildet ist, dass über den zweiten Eingang erfassbar ist, ob ein ausreichender Druck für einen Bremsvorgang zur Verfügung steht. Der für den Bremsvorgang benötigte Druck wird in vielen Fällen erst nach dem Ablaufen einer gewissen Zeit ab dem Öffnen der Sicherheitsschleife eingenommen. Folglich wird erst nach dem Ablaufen einer gewissen Verzögerungsbeziehungsweise Totzeit geprüft, ob ein Eingriff der Notbremseinrichtung zur Sicherstellung der Notbremsung erforderlich ist.For example this applies in connection with an embodiment of the invention, in this is further developed by the fact that on the second input detectable is whether sufficient pressure is available for a braking operation. The for needed the braking process Pressure is only in many cases after the expiration of a certain time from the opening of the safety loop ingested. Consequently, only after the expiration of a certain Delay relationship way Dead time tested, whether an intervention of the emergency brake device to ensure emergency braking is required.

Die Erfindung kann weiterhin dadurch besonders nützlich ausgebildet sein, dass ein dritter Eingang vorgesehen ist, über den erfassbar ist, ob eine Gleitschutzfunktion aktiv ist, und dass durch den Ausgang keine Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung eingeleitet werden, wenn durch die Bremssteuereinheit wirksame Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung ergriffen wurden bzw. ergriffen werden können und dies über den zweiten Eingang erfasst wird oder eine Gleitschutzfunktion aktiv ist. Die Tatsache, dass die Gleitschutzfunktion aktiv ist, zeigt an, dass ein ausreichender Druck für Bremsungen vorhanden sein muss. Folglich kann ein Eingriff der Notbremseinrichtung zur Einleitung der Notbremsung entbehrlich sein, wenn eine Gleitschutzfunktion aktiv ist, wobei diese Bedingung über ein logisches "ODER" mit anderen Kriterien, beispielsweise dem zur Verfügung stehenden Druck, verknüpft werden kann.The The invention may further be particularly useful in that a third input is provided, via which is detectable, whether a Anti-skid function is active, and that through the output no activities to perform an emergency braking be initiated when by the brake control unit effective measures to perform an emergency brake has been taken or can be taken and this over the second input is detected or an anti-skid function is active is. The fact that the anti-skid function is active shows that there is sufficient pressure for braking got to. Consequently, an intervention of the emergency brake device for initiation emergency braking may be dispensable if an anti-skid function is active, this condition being a logical "OR" with other criteria, for example, the available standing pressure, linked can be.

Die Erfindung besteht weiterhin in einem Bremssystem für ein Schienenfahrzeug mit mehreren Triebwagen, mehreren Bremssteuereinheiten und mehreren erfindungsgemäßen Notbremseinrichtungen nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Bremssteuereinheit einem Triebwagen des Schienenfahrzeugs zugeordnet ist und wobei über den zweiten Eingang einer ersten Notbremseinrichtung Funktionen einer einem ersten Triebwagen zugeordneten Bremseinrichtung überwacht werden und über den Ausgang der ersten Notbremseinrichtung Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung in einem zweiten Triebwagen eingeleitet werden. Es ist also nicht erforderlich, dass eine Notbremseinrichtung sowohl die Überwachungs- als auch die Stellfunktion bezogen auf die Komponenten eines bestimmten Triebwagens vornimmt. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die in einem bestimmten Triebwagen eingebaute Notbremsvorrichtung zwar die Bremsvorgänge in demselben Triebwagen überwacht, jedoch dazu ausgelegt ist, bezogen auf einen anderen Triebwagen eine Notbremsung einzuleiten. Dass diese Notwendigkeit besteht, kann der jeweiligen Notbremseinrichtung beispielsweise über einen die verschiedenen Triebwagen verbindenden Datenbus, etwa einen CAN-Bus, mitgeteilt werden.The The invention further consists in a braking system for a rail vehicle with multiple railcars, several brake control units and several Emergency braking devices according to the invention according to one of the preceding claims, wherein each brake control unit is assigned to a railcar of the rail vehicle and being over the second input of a first emergency braking functions of a monitored braking device associated with a first railcar be and over the output of the first emergency braking device measures to perform a Emergency braking be initiated in a second railcar. It is It does not therefore require that an emergency braking device should as well as the actuating function related to the components of a particular Railcar carries out. It can also be provided that the in Although the emergency braking device built into a certain motor coach does braking monitored in the same railcar, however, is designed to be relative to another railcar to initiate emergency braking. That this need exists can the respective emergency braking device, for example via a the various railcar connecting data bus, such as a CAN bus, be communicated.

In diesem Zusammenhang ist es dann sinnvoll, dass über den zweiten Eingang einer zweiten Notbremseinrichtung Funktionen einer dem zweiten Triebwagen zugeordneten Bremseinrichtung überwacht werden und über den Ausgang der zweiten Notbremseinrichtung Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung in dem zweiten Triebwagen eingeleitet werden. Dies kann die Sicherheit aufgrund der Verteilung von sicherheitsrelevanten Funktionen auf unterschiedliche Komponenten erhöhen.In In this context, it makes sense then that the second input of a second emergency braking functions of a second railcar monitored associated braking device be and over the output of the second emergency braking device measures to perform a Emergency braking be initiated in the second railcar. This can the security due to the distribution of security relevant Increase functions to different components.

Auf der Grundlage desselben Gedankens besteht die Erfindung ebenfalls in einem Bremssystem für ein Schienenfahrzeug mit mehreren Triebwagen, mehreren Bremssteuereinheiten und mehreren erfindungsgemäßen Notbremseinrichtungen, wobei jede Bremssteuereinheit einem Triebwagen eines Schienenfahrzeugs zugeordnet ist und wobei über den zweiten Eingang einer ersten Notbremseinrichtung Funktionen einer einem zweiten Triebwagen zugeordneten Bremseinrichtung überwacht werden und über den Ausgang der ersten Notbremseinrichtung Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung in dem ersten Triebwagen eingeleitet werden.On The invention is also based on the same idea in a braking system for a rail vehicle with several railcars, several brake control units and several emergency braking devices according to the invention, wherein each brake control unit is a railcar of a rail vehicle is assigned and being over the second input of a first emergency braking functions of a monitored a second railcar associated braking device be and over the output of the first emergency braking device measures to perform a Emergency braking be initiated in the first railcar.

In diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass über den zweiten Eingang einer zweiten Notbremseinrichtung Funktionen einer dem ersten Triebwagen zugeordneten Bremseinrichtung überwacht werden und über den Ausgang der zweiten Notbrems einrichtung Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung in dem ersten Triebwagen eingeleitet werden.In In this context, it is useful that over the second input of a second emergency brake features a the first railcar associated braking device are monitored and over the output of the second emergency braking device measures to perform an emergency stop be initiated in the first railcar.

Die Erfindung besteht weiterhin in einem, Verfahren zum Sicherstellen einer Notbremsfunktion bei Schienenfahrzeugen mittels einer Notbremseinrichtung, die in ein Bremssystem mit mindestens einer Bremssteuereinheit integrierbar ist, bei dem über einen ersten von mindestens zwei Eingängen Eingang das Vorliegen eines eine Notbremsung veranlassenden Ereignisses erfasst wird und über einen zweiten Eingang erfasst wird, ob durch eine Bremssteuereinheit wirksame Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung ergriffen wurden bzw. ergriffen werden können, und über mindestens einen Ausgang wirksame Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung in dem Fall eingeleitet werden, dass durch die Bremssteuereinheit keine wirksamen Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung ergriffen wurden bzw. ergriffen werden können und dies über den zweiten Eingang erfasst wird. Auf diese Weise werden die Besonderheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Notbremseinrichtung auch im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention further consists in a method for ensuring an emergency braking function in rail vehicles by means of an emergency braking device which can be integrated into a brake system with at least one brake control unit, wherein the presence of an emergency braking event is detected via a first input of at least two inputs a second input is detected as to whether effective measures for performing emergency braking have been taken or can be taken by a brake control unit, and effective measures for performing emergency braking are initiated via at least one output in the event that no effective measures are taken by the brake control unit to perform emergency braking were taken or can be taken and this is detected via the second input. In this way, the specifics and benefits of Notbremseinrichtung invention also implemented in a process. This also applies to the following particularly preferred embodiments of the method according to the invention.

Dieses ist nützlicherweise so ausgebildet, dass eine Verzögerungsfunktion vorgesehen ist, so dass durch den Ausgang Maßnahmen zum Einleiten einer Notbremsung erst dann eingeleitet werden, wenn nach dem Erfassen eines das Vorliegen eines eine Notbremsung veranlassenden Ereignisses eine Mindestzeit verstrichen ist.This is useful designed so that a delay function is provided so that by the exit measures to initiate a Emergency braking will not be initiated until after detection an occurrence of an emergency braking event a minimum time has elapsed.

Weiterhin kann nützlicherweise vorgesehen sein, dass über den zweiten Eingang erfasst wird, ob ein ausreichender Druck für einen Bremsvorgang zur Verfügung steht.Farther can be useful be provided that over the second input detects if there is sufficient pressure for one Braking available stands.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass über einen dritten Eingang erfasst wird, ob eine Gleitschutzfunktion aktiv ist, und dass durch den Ausgang keine Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung eingeleitet werden, wenn durch die Bremssteuereinheit wirksame Maßnahmen zum Durchführen einer Notbremsung ergriffen wurden bzw. ergriffen werden können und dies über den zweiten Eingang erfasst wird oder eine Gleitschutzfunktion aktiv ist.The inventive method is further developed in a particularly advantageous manner that about a third input is detected, whether a anti-skid function is active is, and that by the exit no measures to carry out a Emergency braking initiated when by the brake control unit effective measures to perform an emergency brake has been taken or can be taken and this over the second input is detected or an anti-skid function is active is.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf der Grundlage einer Notbremseinrichtung mit Überwachungs- und Back-up-Funktion eine Vereinfachung einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs erreicht werden kann. Insbesondere wird bei Erregen der Notbremsschleife der Bremsdruck abgefragt. Steigt dieser in einer einstellbaren Zeit nicht an, so muss ein Bremsversagen vorliegen und die Notbremsventile werden automatisch angesteuert. Der Automatismus wird nicht über eine als unsicher geltende Elektronik/Software gesteuert. Es werden nur elektromechanische Elemente eingesetzt. Das System kann daher als sicheres Backup-System (=failsafe) betrachtet werden. Vorzugsweise arbeitet die Erfindung auf der Grundlage einer elektrischen Sicherheitsschleife nach dem Ruhestromprinzip und einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Bremsgeräteeinheit mit EP- (elektropneumatischen) oder EH- (elektro-hydraulischen) Notbremsventil(en). Der Einsatzbereich reicht vom Einzelfahrzeug mit einer lokalen (elektrischen) Sicherheitsschleife (nach dem Ruhestromprinzip) in einfachster Form bis zum Triebzug mit durchgehender Sicherheitsschleife (zum Teil in sehr komplexer Form mit Überwachung etc.) und dezentralen (zum Beispiel je Fahrwerk), elektronisch angesteuerten Bremsgeräteeinheiten nach einem elektro-pneumatischen, elektrohydraulischen oder elektro-mechanischen Wirkprinzip mit unabhängigem Notbremseingriff. Im Falle der dezentralen, elektronisch angesteuerten Bremsgeräteeinheiten bedeutet dies, dass diese mit allen Komforteigenschaften wie Lastkorrektur, Gleitschutzfunktion, Ruckbegrenzung, etc. ausgestatteten Teilsystemen auch für Sicherheitsfunktionen wie Not- und Zwangsbremsungen beziehungsweise Schnellbremsungen verwendet werden können. Im Fehlerfalle, das heißt bei Nichtwirksamwerden einer Not-, Zwangs- oder Schnellbremsung, ausgelöst über die Sicherheitsschleife innerhalb einer einstellbaren Überwachungszeit und ausgeführt über den nicht sicheren elektronischen Teil des Bremssystems, wird nach Ablauf dieser Überwachungszeit die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung für Schienenfahrzeuge wirksam und entregt zum Beispiel das Notbremsmagnetventil bei EP- oder EH-Bremsen. Dabei gibt die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung für Schienenfahrzeuge ein Fehlersignal (high active) an die nächste verfügbare Brems- oder Antriebssteuerelektronik ab, die diese unabhängig von der Bremssteuereinheit generierte Fehlermeldung zum Beispiel über den Zugbus an die Zugsteuerebene weiterleiten kann. Diese unabhängig generierte Fehlermeldung ist wahlweise mit einer Freimeldung (high active) verknüpft, die im Fehlerfalle, das heißt bei Wirksamwerden der erfindungsgemäßen Notbremseinrichtung für Schienenfahrzeuge erlischt, das heißt weggenommen wird. Beide Signale sind physikalisch und logisch ambivalent. Die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung für Schienenfahrzeuge fungiert in "nicht sicheren" Schienenfahrzeuge fungiert in "nicht sicheren" Systemen zusammen mit der elektronischen Sicherheitsschleife und "sicheren Noteingriffskomponenten" wie zum Beispiel Notbremsmagnetventilen als "sicheres Teilsystem" innerhalb eines Bremssystems. Sie wird nur dann wirksam, wenn einerseits eine Not-, Zwangs- oder Schnellbremsung über die Sicherheitsschleife ausgelöst wird und andererseits die "nicht sicheren" Systemkomponenten bei der Ausführung einer dieser Bremsungsarten ausfallen oder diese Ausführung unter einem bestimmten Wirkungsniveau bleibt, das heißt zum Beispiel ein bestimmter Mindestbremszylinderdruck (zum Beispiel 60 bar bei einem EH-Bremssystem) innerhalb der Überwachungszeit nicht erreicht wird. Die Rückmeldung dieses Druckes erfolgt zum Beispiel durch einen Druckwächter. Von der logischen Gesamtfunktion her gesehen, besteht die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung für Schienenfahrzeuge aus einem Überwachungsteil und einem Stellteil. Gerätetechnisch sind die beiden Funktionsblöcke vorzugsweise weitestgehend integriert.Of the Invention is based on the finding that on the basis an emergency braking device with monitoring and back-up function simplifying a brake system one Rail vehicle can be achieved. In particular, when excited the emergency brake loop, the brake pressure interrogated. Get in this an adjustable time is not on, so must be a brake failure and the emergency brake valves are automatically activated. The automatism will not over controlled as unsafe electronics / software. It will only electromechanical elements used. The system can therefore be considered a secure backup system (= failsafe). Preferably The invention operates on the basis of an electrical safety loop according to the closed-circuit principle and an electropneumatic or electro-hydraulic brake unit with EP (electropneumatic) or EH (electro-hydraulic) Emergency brake valve (s). The application range extends from the individual vehicle with a local (electrical) safety loop (according to the closed-circuit principle) in the simplest form up to the train with continuous safety loop (for Part in very complex form with monitoring etc.) and decentralized (for example, each chassis), electronically controlled Brake units after an electro-pneumatic, electro-hydraulic or electro-mechanical Active principle with independent Notbremseingriff. In the case of decentralized, electronically controlled Braking equipment units this means that with all the comfort features like load correction, Anti-skid function, jerk limitation, etc. also equipped subsystems for security functions such as emergency and emergency braking or emergency braking used can be. In case of failure, that is at Ineffective emergency, forced or rapid braking, triggered by the Safety loop within an adjustable monitoring time and executed over the not safe electronic part of the brake system, will expire this monitoring time the emergency braking device according to the invention for rail vehicles effective and de-energizes, for example, the emergency brake solenoid valve at EP or EH brakes. In this case, the emergency braking device according to the invention for rail vehicles an error signal (high active) to the next available brake or drive control electronics starting this independently from the brake control unit generated error message, for example via the Train bus can forward to the train control level. This independently generated Error message is optionally with a free message (high active) connected, in case of failure, that is when the emergency braking device according to the invention for rail vehicles becomes effective goes out, that is is taken away. Both signals are physically and logically ambivalent. The emergency brake device according to the invention for rail vehicles does not act in " safe "rail vehicles does not act in " secure "systems together with the electronic security loop and "secure emergency intervention components" such as Emergency brake solenoid valves as "safe Subsystem "within a braking system. It only becomes effective if, on the one hand, one Emergency, forced or rapid braking is triggered via the safety loop and on the other hand the "not secure "system components in the execution one of these types of braking fails or this execution under a certain level of impact remains, that is, for example, a specific one Minimum brake cylinder pressure (for example 60 bar with an EH brake system) not within the monitoring time is reached. The feedback This pressure is for example by a pressure switch. Of the seen logical overall function forth, there is the emergency braking device according to the invention for rail vehicles from a monitoring part and a control part. Technical equipment are the two functional blocks preferably largely integrated.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings particularly preferred embodiments exemplified.

Dabei zeigt:there shows:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage mit erfindungsgemäßen Notbremseinrichtungen; 1 a schematic representation of a brake system according to the invention with emergency braking devices according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Notbremseinrichtung; 2 a schematic representation of an emergency braking device according to the invention;

3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und 3 a flow chart of a method according to the invention and

4 eine Bremsanlage gemäß dem Stand der Technik. 4 a brake system according to the prior art.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage mit erfindungsgemäßen Notbremseinrichtungen. Ein hier dargestelltes Schienenfahrzeug 16 umfasst neben nicht dargestellten Wagons drei Triebwagen 36, 38, 40. Jeder der Triebwagen 36, 38, 40 enthält eine eigene Bremssteuereinheit 18, 20, 22. Jedem Triebwagen 36, 38, 40 ist weiterhin jeweils eine Bremseinheit 48, 50, 52 zugeordnet. Des Weiteren ist jedem Triebwagen 36, 38, 40 eine Notbremseinrichtung 10, 12, 14 zugeordnet. Die Triebwagen 36, 38, 40 sind durch eine übergeordnete Sicherheitsschleife 30 miteinander verbunden, wobei die Sicherheitsschleife 30 mehrere durch Schalter 42, 44, 46 symbolisierte Eingriffsmöglichkeiten aufweist. 1 shows a schematic representation of a brake system according to the invention with emergency braking devices according to the invention. A rail vehicle shown here 16 includes not shown wagons three railcars 36 . 38 . 40 , Each of the railcars 36 . 38 . 40 contains its own brake control unit 18 . 20 . 22 , Every railcar 36 . 38 . 40 is still each a brake unit 48 . 50 . 52 assigned. Furthermore, every railcar is 36 . 38 . 40 an emergency braking device 10 . 12 . 14 assigned. The railcars 36 . 38 . 40 are through a parent security loop 30 connected to each other, with the security loop 30 several by switches 42 . 44 . 46 has symbolized intervention options.

Das erfindungsgemäße Bremssystem arbeitet wie folgt. Im Normalfall führt die Sicherheitsschleife 30 einen Strom, das heißt die Schalter 42, 44, 46 sind geschlossen. Die Notbremseinrichtungen 10, 12, 14, die über einen Eingang mit der Sicherheitsschleife 30 verbunden sind, sind in diesem stromführenden Zustand der Sicherheitsschleife 30 nicht aktiv. Die Bremssteuereinheiten 18, 20, 22 können elektrische Signale an die Bremseinheiten 48, 50, 52 ausgeben, welche dort letztlich in eine mechanische Betätigung der Bremsen umgesetzt werden können.The brake system according to the invention operates as follows. Normally the safety loop leads 30 a current, that is the switches 42 . 44 . 46 are closed. The emergency braking devices 10 . 12 . 14 which has an entrance with the security loop 30 are connected in this energized state of the safety loop 30 not active. The brake control units 18 . 20 . 22 can send electrical signals to the brake units 48 . 50 . 52 spend, which there ultimately can be implemented in a mechanical actuation of the brakes.

Wird die Sicherheitsschleife 30 jedoch durch Öffnen mindestens eines der Schalter 42, 44, 46 in den stromlosen Zu stand versetzt, so liegt diese Information sowohl an den Notbremseinrichtungen 10, 12, 14 als auch an den Bremssteuereinheiten 18, 20, 22 vor. Folglich werden die Bremssteuereinheiten 18, 20, 22 eine Notbremsung einleiten, indem sie ein entsprechendes Signal an die Bremseinheiten 48, 50, 52 weiterleiten. Dies setzt selbstverständlich voraus, dass die Bremseinheiten 18, 20, 22 funktionstüchtig sind. Da hiervon im Fehlerfall nicht unbedingt auszugehen ist, wird der durch den "nicht sicheren" Teil der Bremsanlage eingeleitete Bremsvorgang durch die Notbremseinrichtungen 10, 12, 14 überwacht. Zu diesem Zweck erfassen die Notbremseinrichtungen über die elektrischen Verbindungen 54, 56, 58 beispielsweise ob ein für eine Notbremsung erforderlicher Mindestdruck vorliegt beziehungsweise ob eine Gleitschutzfunktion aktiv ist. Falls mindestens eine dieser Bedingungen erfüllt ist, ist davon auszugehen, dass eine Notbremsung ordnungsgemäß durch die Bremssteuereinheiten 18, 20, 22 eingeleitet werden kann oder bereits eingeleitet wurde. Im anderen Fall ist davon auszugehen, dass eine Notbremsung nicht ordnungsgemäß eingeleitet werden kann. Dann greifen die Notbremseinrichtungen 10, 12, 14 direkt über das Stellelement 60, 62, 64 auf die jeweilige Bremseinheit 48, 50, 52 zu, um die Notbremsung einzuleiten.Will the security loop 30 however, by opening at least one of the switches 42 . 44 . 46 placed in the de-energized To stand, so this information is both the emergency braking 10 . 12 . 14 as well as the brake control units 18 . 20 . 22 in front. As a result, the brake control units become 18 . 20 . 22 initiate emergency braking by sending a corresponding signal to the brake units 48 . 50 . 52 hand off. This assumes, of course, that the brake units 18 . 20 . 22 are functional. Since this is not necessarily assumed in the event of a fault, the braking process initiated by the "non-safe" part of the brake system is caused by the emergency braking devices 10 . 12 . 14 supervised. For this purpose, the emergency braking devices detect the electrical connections 54 . 56 . 58 for example, whether there is a minimum pressure required for emergency braking or whether an anti-skid function is active. If at least one of these conditions is met, it can be assumed that emergency braking will be performed properly by the brake control units 18 . 20 . 22 can be initiated or has already been initiated. In the other case, it can be assumed that emergency braking can not be properly initiated. Then grab the emergency braking 10 . 12 . 14 directly via the actuator 60 . 62 . 64 on the respective brake unit 48 . 50 . 52 to initiate emergency braking.

Gemäß 1 überwacht beispielsweise die Notbremseinrichtung 10 die Bremseinheit 48, und die Notbremseinrichtung 10 greift im Fehlerfall auch auf die Bremseinheit 48 zu. Vergleichbar überwacht die Notbremseinrichtung 12 die Bremseinheit 50, und sie greift im Fehlerfall auch auf die Bremseinheit 50 zu. Ebenso kann vorgesehen sein, dass diese Aufgaben "über Kreuz" erfüllt werden. Beispielsweise kann die Notbremseinrichtung 10 die Bremseinheit 50 überwachen, während die Notbremseinrichtung 12 die Bremseinheit 48 überwacht. Mittels zusätzlicher Kommunikation zwischen den Notbremseinrichtungen 10, 12 kann dann gegebenenfalls durch die Notbremseinrichtung 10 auf die Bremseinheit 48 zugegriffen werden, während von der Notbremseinrichtung 12 auf die Bremseinheit 50 zugegriffen wird. Ebenso, wie die Überwachungsfunktion über Kreuz stattfinden kann, kann auch die Stellfunktion der Notbremseinrichtungen 10, 12 über Kreuz stattfinden. In diesem Fall findet die Überwachungsfunktion dann wieder so statt, wie es in 1 dargestellt ist.According to 1 monitors, for example, the emergency braking device 10 the brake unit 48 , and the emergency brake device 10 also accesses the brake unit in case of an error 48 to. Similarly, the emergency braking device monitors 12 the brake unit 50 , and it also accesses the brake unit in the event of an error 50 to. It can also be provided that these tasks are fulfilled "crosswise". For example, the emergency braking device 10 the brake unit 50 monitor while the emergency braking device 12 the brake unit 48 supervised. By means of additional communication between the emergency braking devices 10 . 12 may then optionally by the emergency braking device 10 on the brake unit 48 while being accessed by the emergency braking device 12 on the brake unit 50 is accessed. Just as the monitoring function can take place in a crosswise manner, the actuating function of the emergency braking devices can also be used 10 . 12 take place crosswise. In this case, the monitoring function then takes place again as in 1 is shown.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Notbremseinrichtung. Die Notbremseinrichtung 10 gemäß 1 ist hier beispielhaft für die anderen Notbremseinrichtungen herausgegriffen und im Hinblick auf ihre Funktionselemente genauer dargestellt. Die Notbremseinrichtung 10 hat im vorliegenden Beispiel drei Eingänge 24, 26, 34 und einen Ausgang 28. Der Eingang 24 ist mit der Sicherheitsschleife 30 verbunden; über die Eingänge 26, 34 können Größen erfasst werden, die für das erfolgreiche Einleiten einer Notbremsung kennzeichnend sind. So kann beispielsweise über den Eingang 26 erfasst werden, ob ein Mindestdruck erreicht beziehungsweise überschritten wurde; über den Eingang 34 kann erfasst werden, ob eine Gleitschutzfunktion aktiv ist. Wenn im Fehlerfall die Sicherheitsschleife 30 in einen stromlosen Zustand übergeht, wird dies am Eingang 24 der Notbremseinrichtung 10 erfasst. Diese Information geht einem Totzeitglied 32 zu, um die nachfolgende durch die Erfassungs- und Entscheidungsfunktionseinheit 66 vorgenommene Auswertung bis zu einem Zeitpunkt zu verzögern, zu dem bei ordnungsgemäßer Arbeit der überwachten Bremseinheit davon auszugehen ist, dass ordnungsgemäße Werte erreicht wurden. 2 shows a schematic representation of an emergency braking device according to the invention. The emergency brake device 10 according to 1 is taken here by way of example for the other emergency braking devices and shown in more detail with regard to their functional elements. The emergency brake device 10 has three inputs in this example 24 . 26 . 34 and an exit 28 , The entrance 24 is with the security loop 30 connected; over the entrances 26 . 34 For example, variables that are characteristic of the successful initiation of emergency braking can be detected. For example, on the input 26 to record whether a minimum pressure has been reached or exceeded; over the entrance 34 it can be detected whether an anti-skid function is active. If in case of error, the safety loop 30 enters a de-energized state, this will be at the entrance 24 the emergency brake device 10 detected. This information goes to a deadtime member 32 to the subsequent one by the acquisition and decision functional unit 66 to delay the evaluation until such time as the proper functioning of the monitored brake unit indicates that proper values have been achieved.

Das Totzeitglied 32 kann auch übergangen werden. Beispielsweise wäre es bei Verwendung einer Gleitschutzfunktion als Kriterium für das ordnungsgemäße Arbeiten einer Bremse nicht erforderlich, das am Eingang 24 empfangene Signal zu verzögern. Wird durch die Erfassungs- und Entscheidungsfunktionseinheit 66 ermittelt, dass eine Notbremsung eingeleitet wurde beziehungsweise eingeleitet werden kann, werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen. Im anderen Fall wird über den Ausgang 28 direkt die Notbremsung eingeleitet.The deadtime member 32 can also be ignored become. For example, it would not be necessary to use a anti-skid function as a criterion for the proper operation of a brake, the input 24 delayed received signal. Used by the detection and decision function unit 66 determines that emergency braking has been initiated or can be initiated, no further action will be taken. In the other case will be over the output 28 directly initiated the emergency braking.

3 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach dem Start des dargestellten Funktionsablaufes wird in Schritt S01 aufgrund eines Fehlers im Bremssystem oder aufgrund beliebiger sonstiger Bedingungen die Sicherheitsschleife stromlos geschaltet. Nachfolgend wird die Notbremsung durch die Bremssteuereinheit gemäß Schritt S02 eingeleitet. Zur Überwachung der so eingeleiteten Notbremsung findet gemäß Schritt S03 zunächst eine Zeitverzögerung statt. Danach wird in Schritt S04 überprüft, ob eine für eine Notbremsung erforderliche Druckschwelle überschritten wird oder ob eine Gleitschutzfunktion aktiv ist. Wird diese Frage mit Ja beantwortet, so ist von einem ordnungsgemäßen Ablauf der Notbremsung auszugehen; folglich sind keine weiteren Maßnahmen einzuleiten. Wird die Frage hingegen mit Nein beantwortet, so wird die Notbremsung gemäß Schritt S05 durch die Notbremseinrichtung eingeleitet. 3 shows a flowchart of a method according to the invention. After the start of the illustrated functional sequence, the safety loop is de-energized in step S01 due to a fault in the brake system or due to any other conditions. Subsequently, the emergency braking by the brake control unit according to step S02 is initiated. In order to monitor the emergency braking thus initiated, a time delay first takes place in accordance with step S03. Thereafter, it is checked in step S04 whether a pressure threshold required for emergency braking is exceeded or whether an anti-skid function is active. If this question is answered in the affirmative, it is to be assumed that the emergency braking is proceeding correctly; consequently, no further action is required. If the question is answered in the negative, the emergency braking is initiated by the emergency brake device according to step S05.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the above description, in the drawings and in the claims disclosed features of the invention can both individually and also in any combination for the realization of the invention be essential.

1010: NotbremseinrichtungEmergency brake
1212: NotbremseinrichtungEmergency brake
1414: NotbremseinrichtungEmergency brake
1616: Schienenfahrzeugtrack vehicle
1818: BremssteuereinheitBrake control unit
2020: BremssteuereinheitBrake control unit
2222: BremssteuereinheitBrake control unit
2424: Eingangentrance
2626: Eingangentrance
2828: Ausgangoutput
3030: Sicherheitsschleifesafety loop
3232: Verzögerungsfunktiondelay function
3434: Eingangentrance
3636: Triebwagenrailcar
3838: Triebwagenrailcar
4040: Triebwagenrailcar
4242: Schalterswitch
4444: Schalterswitch
4646: Schalterswitch
4848: Bremseinheitbrake unit
5050: Bremseinheitbrake unit
5252: Bremseinheitbrake unit
5454: Leitungmanagement
5656: Leitungmanagement
5858: Leitungmanagement
6060: Stellelementactuator
6262: Stellelementactuator
6464: Stellelementactuator
6666: Erfassungs- und Entscheidungsfunktionseinheitacquisition and decision functional unit
116116: Schienenfahrzeugtrack vehicle
118118: BremssteuereinheitBrake control unit
120120: BremssteuereinheitBrake control unit
122122: BremssteuereinheitBrake control unit
130130: Sicherheitsschleifesafety loop
136136: Triebwagenrailcar
138138: Triebwagenrailcar
140140: Triebwagenrailcar
142142: Schalterswitch
144144: Schalterswitch
146146: Schalterswitch
148148: Bremseinheitbrake unit
150150: Bremseinheitbrake unit
152152: Bremseinheitbrake unit

Claims

Emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) for ensuring an emergency braking function in rail vehicles ( 16 ), which in a braking system with at least one brake control unit ( 18 . 20 . 22 ), with - at least two inputs ( 24 . 26 ), via a first input ( 24 ) the presence of an emergency braking event is detectable and via a second input ( 26 ) is detectable, whether by a brake control unit ( 18 . 20 . 22 ) effective measures have been or can be taken to perform emergency braking, and - at least one exit ( 28 ) for introducing effective measures for performing an emergency braking in the event that by the brake control unit ( 18 . 20 . 22 ) no effective measures have been taken or can be taken to carry out emergency braking and this is done via the second input ( 26 ) is detected.

Emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) according to claim 1, characterized in that the first input ( 24 ) with a safety loop operating according to the quiescent current principle ( 30 ) connected is.

Emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a delay function ( 32 ) is provided so that measures initiated by the output measures to initiate an emergency braking who the who, after the detection of the presence of an emergency braking event causing a minimum time has elapsed.

Emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that via the second input ( 26 ) is detected, whether a sufficient pressure for a braking operation is available.

Emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - a third input ( 34 ) is provided, via which it is possible to detect whether an antiskid function is active, and - that by the output ( 28 ), no measures are taken to implement emergency braking if - by the brake control unit ( 18 . 20 . 22 ) effective measures have been or can be taken to carry out emergency braking and this via the second input ( 26 ) or - an anti-skid function is active.

Braking system for a railcar with multiple railcars ( 36 . 38 . 40 ), several brake control units ( 18 . 20 . 22 ) and several emergency braking devices ( 10 . 12 . 14 ) according to one of the preceding claims, wherein each brake control unit ( 18 . 20 . 22 ) a railcar ( 36 . 38 . 40 ) is assigned to the rail vehicle and wherein via the second input ( 26 ) a first emergency braking device ( 18 . 20 . 22 ) Functions of a first railcar ( 36 . 38 . 40 ) are monitored and via the output ( 28 ) of the first emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) Measures for carrying out emergency braking in a second railcar ( 36 . 38 . 40 ) be initiated.

Braking system according to claim 6, characterized in that via the second input ( 26 ) a second emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) Functions of a second railcar ( 36 . 38 . 40 ) associated brake device and via the output of the second emergency brake device ( 10 . 12 . 14 ) Measures for performing emergency braking in the second railcar ( 36 . 38 . 40 ) be initiated.

Brake system for a railcar with multiple railcars, multiple brake control units and multiple emergency braking devices according to any one of the preceding claims, wherein each brake control unit is associated with a railcar of a railway vehicle and wherein via the second input ( 26 ) a first emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) Functions of a second railcar ( 36 . 38 . 40 ) are monitored and via the output ( 28 ) of the first emergency braking device ( 18 . 20 . 22 ) Measures for carrying out emergency braking in the first railcar ( 36 . 38 . 40 ) be initiated.

Braking system according to claim 8, characterized in that via the second input ( 26 ) a second emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ) Functions of the first drive ( 36 . 38 . 40 ) are monitored and via the output ( 28 ) of the second emergency braking device ( 18 . 20 . 22 ) Measures for carrying out emergency braking in the first railcar ( 36 . 38 . 40 ) be initiated.

Method for ensuring an emergency braking function in rail vehicles 16 by means of an emergency braking device ( 10 . 12 . 14 ), which in a braking system with at least one brake control unit ( 18 . 20 . 22 ), in which - via a first of at least two inputs ( 24 . 26 ) Input the presence of an emergency braking event is detected and via a second input ( 26 ) is detected by a brake control unit ( 18 . 20 . 22 ) effective measures have been or can be taken to perform emergency braking, and - at least one exit ( 28 ) effective measures for performing emergency braking in the event that by the brake control unit ( 18 . 20 . 22 ) no effective measures have been taken to perform an emergency braking or can be taken and this is detected via the second input.

A method according to claim 10, characterized in that a delay function is provided, so that through the output ( 28 ) Measures to initiate emergency braking are only initiated when a minimum time has elapsed after the detection of an occurrence of an emergency braking event.

Method according to claim 10 or 11, characterized that over the second input detects if there is sufficient pressure for one Braking available stands.

Method according to claim 10 to 12, characterized - that about one third input is detected, whether a anti-skid function is active is and - that no action by the exit to perform an emergency stop be initiated when - by the brake control unit effective measures to perform an emergency brake has been taken or can be taken and this over the second input is detected or - an anti-slip function is active.